Bài 3 trang 213 SGK hóa học 12 nâng cao

Đề bài

Bài 3

a) Từ \(Cu\) và những hóa chất cần thiết khác, hãy giới thiệu các phương pháp điều chế dung dịch \(CuC{l_2}\). Viết các phương trình hóa học.

b) Từ hỗn hợp các kim loại \(Ag\) và \(Cu\), hãy trình bày 3 phương pháp hóa học tách riêng hai chất trên. Viết các phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

a) Các phương trình điều chế \(CuC{l_2}\):

- Cách 1: Cho \(Cu\) tác dụng với \(C{l_2}\). Hòa tan \(CuC{l_2}\) vào nước thu được dung dịch \(CuC{l_2}\)

\(Cu + C{l_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow CuC{l_2}\)

_Cách 2: Cho \(Cu\) tác dụng với dung dịch \(HCl\) có mặt \(O_2\)

\(2Cu + 4HCl + {O_2}\buildrel {} \over
\longrightarrow 2CuC{l_2} + 2{H_2}O.\)

b)

+ Phương pháp 1:

- Hòa tan hỗn hợp vào dung dịch \(HN{O_3}\) loãng dư, thu được dung dịch.

\(\eqalign{
& 3Cu + 8HN{O_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow 3Cu{(N{O_3})_2} + 2NO \uparrow + 4{H_2}O \cr
& 3Ag + 4HN{O_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow 3AgN{O_3} + NO \uparrow + 2{H_2}O \cr} \)

- Cô cạn dung dịch, nhiệt phân hỗn hợp muối thu được chất rắn

\(\eqalign{
& 2AgN{O_3}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2Ag + {O_2} \uparrow + 2N{O_2} \uparrow \cr
& 2Cu{(N{O_3})_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2CuO + {O_2} \uparrow + 4N{O_2} \uparrow \cr} \)

- Hòa tan chất rắn thu được \((CuO, Ag)\) vào dung dịch \(HCl\) dư, lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch \(CuC{l_2}\). Tiến hành điện phân dung dịch \(CuC{l_2}\) thu được \(Cu\).

\(\eqalign{
& CuO + 2HCl\buildrel {} \over
\longrightarrow CuC{l_2} + 2{H_2}O \cr
& CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2} \cr} \)

+ Phương pháp 2

- Đốt hỗn hợp bằng \(O_2, Cu\) phản ứng còn \(Ag\) thì không

\(Cu + {O_2}\buildrel {} \over
\longrightarrow 2CuO\) 

- Hòa tan hỗn hợp chất rắn sau phản ứng vào dung dịch \(HCl\) dư, lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch \(CuCl_2\). Tiến hành điện phân dung dịch \(CuCl_2\) thu được \(Cu\).

\(\eqalign{
& CuO + 2HCl\buildrel {} \over
\longrightarrow CuC{l_2} + 2{H_2}O \cr
& CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2} \cr} \)

+ Phương pháp 3:

- Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch \(FeC{l_3}\) dư, \(Cu\) tan, dư lọc thu chất rắn \(Ag\) và dung dịch chứa \(CuCl_2, FeCl_2\) và \(FeCl_3\) dư.

\(Cu + 2FeC{l_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow 2FeC{l_2} + CuC{l_2}\)

- Cho từ từ dung dịch \(NH_3\) vào dung dịch thu được ở trên cho đến khi kết tủa không còn thay đổi nữa, lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch chứa phức đồng

\(\eqalign{
& FeC{l_2} + 2N{H_3} + 2{H_2}O\buildrel {} \over
\longrightarrow Fe{(OH)_2} \downarrow + 2N{H_4}Cl. \cr
& FeC{l_3} + 3N{H_3} + 3{H_2}O\buildrel {} \over
\longrightarrow Fe{(OH)_3} \downarrow + 3N{H_4}Cl. \cr
& CuC{l_2} + 2N{H_3} + 2{H_2}O\buildrel {} \over
\longrightarrow Cu{(OH)_2} \downarrow + 2N{H_4}Cl. \cr
& Cu{(OH)_2} + 4N{H_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow \left[ {Cu{{(N{H_3})}_4}} \right](OH)_2^{} \cr} \)

- Cho phức đồng tác dụng với dung dịch \(HCl\), thu dung dịch, tiến hành điện phân dung dịch thu được \(Cu\).

\(CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2}\)